CN107917798A - 气动比例压力阀的测试系统及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气动比例压力阀的测试系统及测试方法,所述测试系统包括气源系统、气动控制阀系统、信号采集及信号处理系统、工控机、上位机软件系统。所述测试方法,其内容包括:系统参数设置;根据要测试气动比例压力阀的规格,在工控机系统测试软件上设置需要输出信号的类型、规格;在工控机上设置流量传感器、压力传感器的量纲转换关系,使测试系统所采集到的数据量为所需要的工程单位;启动气泵,通过气动三联件上的减压阀设置系统所需的压力值;流量特性测试;压力特性测试;测试实验完成后选择停止实验,然后停止气泵,关闭相应的截止阀;记录数据曲线。本发明实现了测试系统的高自动化和高精度的测试,且测试操作简便。
Description
技术领域
本发明涉及气动元件测试领域,尤其涉及一种气动比例压力阀的测试系统及测试方法。
背景技术
气动比例压力阀(E/P)广泛应用在气动控制回路中和自动化生产线上,用于对产品的夹持、推动等动作利用气缸进行输出压力或者位移控制。气动伺服压力控制的核心元件是气动比例压力阀,其根据输入电信号的大小来成比例的调整输出的压力值。在气动比例压力阀出厂前和比例压力阀维修后要对气动比例压力阀特性指标进行测试,但是以往对气动比例压力阀的特性指标测试时,都是通过人工记录数据和分析特性,测试系统的自动化程度低、且需要耗费大量的人力物力、效率低,存在测试精度差、曲线不平滑等缺点。
发明内容
基于此,本发明在总结大量的实践经验和理论研究的基础上,考虑到气动比例压力阀的测试系统设备与测试指标特点,克服了现有技术中的缺点,提供一种适用于气动比例压力阀特性指标的测试系统和测试方法,其核心思想是利用虚拟仪器技术实现测试系统的高自动化、高精度的测试、测试曲线平滑准确,且测试系统和测试方法操作简便,最大程度的降低人力资源的使用和减少对设备的资金投入,从而能达到提高效率的目的,并能有效的提高产品的测试精度。
为了解决上述存在的技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种气动比例压力阀的测试系统,它包括气源系统、气动控制阀系统、信号采集及信号处理系统、工控机和工控机软件系统;
所述气源系统包括气泵1、安全阀3、第一截止阀2.1、第二截止阀2.2、第三截止阀2.3、第一压力表5、压力继电器6、储气罐4、气动三联件7和第二压力表8;由于系统压力变化范围不大,只需较小功率、流量小的单向定量气泵为系统产生一定压力和流量的气体;安全阀3跨接在气泵1与第一截止阀2.1之间用于设定气源系统的压力,使实际系统的压力值不超过系统设定的压力值;第一压力表5通过第三截止阀2.3连接在气泵1的出口;压力继电器6通过第一截止阀2.1连接在气泵1的出口,同时也与储气罐4连接;储蓄罐4用于消除气体压力和流量的脉动,还在于存储一定量的压缩气体;当气源系统的压力超过设定值后,压力继电器6给控制系统发送一个数字量的电信号,使气泵1停止工作,当气源系统的压力低于压力继电器6所设定的压力值时,压力继电器6将发出一个数字量的电信号使气泵1开始工作;气动三联件7包括:空气过滤器、减压阀、油雾器,气动三联件7为测试系统提供额定压力干燥的气体;储蓄罐4通过第二截止阀2.2与气动三联件7的空气过滤器端连接;第二压力表8与气动三联件7的油雾器端连接,第二压力表8用来测气动三联件7中减压阀后的压力;
所述气动控制阀系统包括,3个截止阀9.1~9.3、3个电磁比例减压阀10.1~10.3、3个用来测试的气动比例压力阀11.1~11.3和3个三位四通电磁换向阀12.1~12.3;第一三位四通电磁换向阀12.1顺次连接第一被测试的气动比例压力阀11.1和第一电磁比例减压阀10.1,并通过第四截止阀9.1连接气动三联件7;第二三位四通电磁换向阀12.2顺次连接第二被测试的气动比例压力阀11.2和第二电磁比例减压阀10.2,并通过第五截止阀9.2连接气动三联件6;第三三位四通电磁换向阀12.3顺次连接第三被测试的气动比例压力阀11.3和第三电磁比例减压阀10.3,并通过第六截止阀9.3连接气动三联件7;第四~第六截止阀9.1~9.3控制气路的开与关,从而决定测试系统一次测试阀的数量;第一~第三三位四通电磁换向阀12.1~12.3分别用于控制第一~第三气动比例压力阀11.1~11.3的出口与流量传感器或者压力传感的接通与断开;
所述的信号采集及信号处理系统包括3个流量传感器13.1~13.3、3个压力传感器14.1~14.3、数据采集卡15、工控机16和LABVIEW环境下的工控机软件;第一流量传感器13.1和第一压力传感器14.1连接在第一三位四通电磁换向阀12.1上;第二流量传感器13.2和第二压力传感器14.2连接在第二三位四通电磁换向阀12.2上;第三流量传感器13.3和第三压力传感器14.3连接在第三三位四通电磁换向阀12.1上;第一~第三流量传感器13.1~13.3用于采集系统的空气流量信号并转化为模拟信号,提供给数据采集卡15;第一~第三压力传感器14.1~14.3用于将气体的压力信号转化为模拟信号,提供给数据采集卡15,进行信号的数字量和模拟量的转化,并且将采集的信号传递给工控机和接受工控机的信号指令;LABVIEW软件给测试系统提供软件环境,其功能包括采集传感器信号、数据处理、数据存储以及相关指令的发送。
所述一种气动比例压力阀的测试系统的测试方法,该方法内容包括如下步骤:
(1)气源系统参数设置:将气源系统的气动回路和电气控制回路按照测试比例压力阀的规格参数搭建完成,然后设置安全阀3的压力为:P0,利用工控机上的控制系统软件设置压力继电器6的最大压力和最小压力分别为:P1、P2;
(2)根据被测试比例压力阀的规格,在工控机16系统测试软件上设置需要输出信号的类型、规格,测试系统中可以输出三角波信号、正弦信号、方波信号,并且按实验要求设置输出信号的参数,参数包括幅值、频率和偏移量;
(3)然后在工控机16上设置流量传感器及压力传感器的量纲转换关系,使测试系统所采集到的数据量为所需要的工程单位;
(4)启动气泵1,通过气动三联件7上的减压阀设置测试系统所需的压力值为:P3,然后根据测试三个气动比例压力阀11.1~11.3的需要,通过测试系统软件设置三个电磁比例减压阀10.1~10.3的压力值,各个测试阀的测试压力可以单独设置,也可以统一进行设置;
(5)流量特性测试:在测试系统软件上选择流量特性测试实验,则测试系统给三个三位四通电磁换向阀12.1~12.3发出信号使三个三位四通电磁换向阀12.1~12.3处于左位,这时三个气动比例压力阀11.1~11.3分别与三个流量传感器13.1~13.3相通,利用测试系统软件选择开始测试,则信号处理系统发出相应的测试信号,信号经放大后驱动三个气动比例压力阀11.1~11.3动作;
(6)压力特性测试:在测试系统软件上选择压力特性测试实验,则测试系统给三个三位四通电磁换向阀12.1~12.3发出信号使三个三位四通电磁换向阀12.1~12.3处于右位,这时三个气动比例压力阀11.1~11.3分别与三个压力传感器14.1~14.3相通,利用测试系统软件选择开始测试,则信号处理系统发出相应的测试信号,信号经放大后驱动三个气动比例压力阀11.1~11.3动作;
(7)测试实验完成后选择停止实验,测试系统停止给测试阀发送测试信号,且三个三位四通换向阀12.1~12.3处于中位,然后停止气泵1,关闭相应的截止阀;
(8)测试完成后,测试系统可以将相应的测试曲线和测试数据输出,以便进行事后分析。
由于采用上述技术方案,本发明提供的一种气动比例压力阀的测试系统及测试方法,与现有技术相比具有这样的有益效果:
针对现有的对气动比例压力阀的流量特性和压力特性进行测试出现的问题,并且造成测试系统自动化程度低、测试精度不高、效率低、且只能进行单一测试的问题。本发明提供一种适用气动比例压力阀流量特性和压力特性的测试系统和测试方法。本发明的测试系统既可进行多个气动比例压力阀的同时测试也可以进行不同型号的阀组合同时测试等测试方案。通过本发明的测试系统和测试方法可以实现以下功能:对气动比例压力阀的特性指标:包括压力特性、流量特性测试并能输出流量-压力特性曲线,测试系统既能对同一种型号的单个或多个阀同时进行测试,也可以进行不同型号的多个阀的同时测试、配置灵活、操作简便,测试系统可以输出测试报告,且数据保存方便快捷。本发明的测试方法是虚拟仪器技术,测试系统的自动化程度高、测试精度高、可靠性高,极大的减少了对设备的投入、节省大量的人力物力。
本发明利用虚拟仪器技术实现了测试系统的高自动化、高精度的测试、测试曲线平滑准确,且测试系统和测试方法操作简便,最大程度的降低人力资源的使用和减少对设备的资金投入,从而能达到提高效率的目的,并能有效的提高产品的测试精度。
附图说明
图1气动比例压力阀测试系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步详细描述:
实施例
选用博士力士乐(Rexroth)气动比例压力阀ED02为例详细说明本发明测试方法:
(1)气源参数设置:将系统的气动回路和电气控制回路按照测试比例压力阀ED02的规格参数搭建完成,根据测试阀的数量及安装工位,选择截止阀9.1~9.3的开关,然后设置安全阀3的压力为:P0=15Bar,利用工控机16上的控制系统软件设置压力继电器6的最大压力和最小压力分别为:P1=12Bar、P2=2Bar;
(2)根据被测试气动比例压力阀ED02的参数、规格,在工控机系统测试软件上设置输出信号的类型为:三角波信号,信号的幅值为:10V,测试信号的频率为:0.05HZ;
(3)然后在工控机16上设置流量传感器、压力传感器的量纲转换关系,使测试系统所采集到的数据为工程单位,即为流量单位为:L/min、压力单位为:Bar;
(4)启动气泵1,通过三联件7上的减压阀设置系统所需的压力值为:P3=10Bar,然后根据被测试气动比例压力阀的需要通过测试系统软件设置三个电磁比例减压阀10.1~10.3的压力值为:7Bar,各个测试阀的测试压力可以单独设置,也可以统一进行设置;
(5)流量特性测试:在测试系统软件上选择流量特性测试实验,则测试系统给三个三位四通电磁换向阀12.1~12.3发出信号使三个三位四通电磁换向阀12.1~12.3处于左位,这时三个气动比例压力阀11.1~11.3分别与三个流量传感器13.1~13.3相通,利用测试系统软件选择开始测试,则信号处理系统发送相应的测试信号,信号经放大后驱动气动比例压力阀11.1~11.3动作;
(6)压力特性测试:在测试系统软件上选择压力特性测试实验,则测试系统给三个三位四通电磁换向阀12.1~12.3发出信号使三个三位四通电磁换向阀12.1~12.3处于右位,这时三个气动比例压力阀11.1~11.3分别与三个压力传感器14.1~14.3相通,利用测试系统软件选择开始测试,则信号处理系统发送相应的测试信号,信号经放大后驱动三个气动比例压力阀11.1~11.3动作;
(7)测试实验完成后选择停止实验,测试系统给停止给测试阀发送测试信号,且三个三位四通换向阀12.1~12.3处于中位,然后将气泵停止,关闭六个截止阀2.1~2.3和9.1~9.3;
(8)测试完成后,测试系统可以将EDO2三个气动比例压力阀11.1~11.3的测试特性曲线和测试数据输出,以便进行事后分析。
Claims (2)
1.一种气动比例压力阀的测试系统,其特征在于:该测试系统它包括气源系统、气动控制阀系统、信号采集及信号处理系统、工控机和工控机软件系统;
所述气源系统包括气泵1、安全阀3、第一截止阀2.1、第二截止阀2.2、第三截止阀2.3、第一压力表5、压力继电器6、储气罐4、气动三联件7和第二压力表8;由于系统压力变化范围不大,只需较小功率、流量小的单向定量气泵为系统产生一定压力和流量的气体;安全阀3跨接在气泵1与第一截止阀2.1之间用于设定气源系统的压力,使实际系统的压力值不超过系统设定的压力值;第一压力表5通过第三截止阀2.3连接在气泵1的出口;压力继电器6通过第一截止阀2.1连接在气泵1的出口,同时也与储气罐4连接;储蓄罐4用于消除气体压力和流量的脉动,还在于存储一定量的压缩气体;当气源系统的压力超过设定值后,压力继电器6给控制系统发送一个数字量的电信号,使气泵1停止工作,当气源系统的压力低于压力继电器6所设定的压力值时,压力继电器6将发出一个数字量的电信号使气泵1开始工作;气动三联件7包括:空气过滤器、减压阀、油雾器,气动三联件7为测试系统提供额定压力干燥的气体;储蓄罐4通过第二截止阀2.2与气动三联件7的空气过滤器端连接;第二压力表8与气动三联件7的油雾器端连接,第二压力表8用来测气动三联件7中减压阀后的压力;
所述气动控制阀系统包括,3个截止阀9.1~9.3、3个电磁比例减压阀10.1~10.3、3个用来测试的气动比例压力阀11.1~11.3和3个三位四通电磁换向阀12.1~12.3;第一三位四通电磁换向阀12.1顺次连接第一被测试的气动比例压力阀11.1和第一电磁比例减压阀10.1,并通过第四截止阀9.1连接气动三联件7;第二三位四通电磁换向阀12.2顺次连接第二被测试的气动比例压力阀11.2和第二电磁比例减压阀10.2,并通过第五截止阀9.2连接气动三联件6;第三三位四通电磁换向阀12.3顺次连接第三被测试的气动比例压力阀11.3和第三电磁比例减压阀10.3,并通过第六截止阀9.3连接气动三联件7;第四~第六截止阀9.1~9.3控制气路的开与关,从而决定测试系统一次测试阀的数量;第一~第三三位四通电磁换向阀12.1~12.3分别用于控制第一~第三气动比例压力阀11.1~11.3的出口与流量传感器或者压力传感的接通与断开;
所述的信号采集及信号处理系统包括3个流量传感器13.1~13.3、3个压力传感器14.1~14.3、数据采集卡15、工控机16和LABVIEW环境下的工控机软件;第一流量传感器13.1和第一压力传感器14.1连接在第一三位四通电磁换向阀12.1上;第二流量传感器13.2和第二压力传感器14.2连接在第二三位四通电磁换向阀12.2上;第三流量传感器13.3和第三压力传感器14.3连接在第三三位四通电磁换向阀12.1上;第一~第三流量传感器13.1~13.3用于采集系统的空气流量信号并转化为模拟信号,提供给数据采集卡15;第一~第三压力传感器14.1~14.3用于将气体的压力信号转化为模拟信号,提供给数据采集卡15,进行信号的数字量和模拟量的转化,并且将采集的信号传递给工控机和接受工控机的信号指令;LABVIEW软件给测试系统提供软件环境,其功能包括采集传感器信号、数据处理、数据存储以及相关指令的发送。
2.根据权利要求1所述一种气动比例压力阀的测试系统的测试方法,其特征在于:该方法内容包括如下步骤:
(1)气源系统参数设置:将气源系统的气动回路和电气控制回路按照测试比例压力阀的规格参数搭建完成,然后设置安全阀3的压力为:P0,利用工控机上的控制系统软件设置压力继电器6的最大压力和最小压力分别为:P1、P2;
(2)根据被测试比例压力阀的规格,在工控机16系统测试软件上设置需要输出信号的类型、规格,测试系统中可以输出三角波信号、正弦信号、方波信号,并且按实验要求设置输出信号的参数,参数包括幅值、频率和偏移量;
(3)然后在工控机16上设置流量传感器及压力传感器的量纲转换关系,使测试系统所采集到的数据量为所需要的工程单位;
(4)启动气泵1,通过气动三联件7上的减压阀设置测试系统所需的压力值为:P3,然后根据测试三个气动比例压力阀11.1~11.3的需要,通过测试系统软件设置三个电磁比例减压阀10.1~10.3的压力值,各个测试阀的测试压力可以单独设置,也可以统一进行设置;
(5)流量特性测试:在测试系统软件上选择流量特性测试实验,则测试系统给三个三位四通电磁换向阀12.1~12.3发出信号使三个三位四通电磁换向阀12.1~12.3处于左位,这时三个气动比例压力阀11.1~11.3分别与三个流量传感器13.1~13.3相通,利用测试系统软件选择开始测试,则信号处理系统发出相应的测试信号,信号经放大后驱动三个气动比例压力阀11.1~11.3动作;
(6)压力特性测试:在测试系统软件上选择压力特性测试实验,则测试系统给三个三位四通电磁换向阀12.1~12.3发出信号使三个三位四通电磁换向阀12.1~12.3处于右位,这时三个气动比例压力阀11.1~11.3分别与三个压力传感器14.1~14.3相通,利用测试系统软件选择开始测试,则信号处理系统发出相应的测试信号,信号经放大后驱动三个气动比例压力阀11.1~11.3动作;
(7)测试实验完成后选择停止实验,测试系统停止给测试阀发送测试信号,且三个三位四通换向阀12.1~12.3处于中位,然后停止气泵1,关闭相应的截止阀;
(8)测试完成后,测试系统可以将相应的测试曲线和测试数据输出,以便进行事后分析。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180417 |